阮承治,范有機,葉希梅,邵海龍,陳麗華,楊信錕,徐濤
(武夷學院 機電工程學院,福建 武夷山 354300)
為積極響應國家創(chuàng)新型人才發(fā)展戰(zhàn)略,教育部積極推進新工科建設。2017年至今,教育部陸續(xù)出臺《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》《新工科建設指南(“北京指南”)》“六卓越一拔尖”計劃2.0等一系列文件,提出到2030年要形成中國特色世界一流工程教育體系[1-2]。工程教育認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度,是實現(xiàn)高等工程教育國際實質(zhì)等效的重要基礎[3]。按照國家工程教育要求開展新工科專業(yè)建設,實施符合面向產(chǎn)出的教育(outcome based education,OBE)理念的專業(yè)改革是實現(xiàn)新工科建設,建成我國高等教育工程教育體系的保障[4]。
武夷學院電子信息工程專業(yè)自2008年升本以來,累積培養(yǎng)畢業(yè)生超過1 300人。2019年本專業(yè)啟動國家工程教育認證工作前期調(diào)研準備工作,目前結(jié)合電子信息類教學質(zhì)量國家標準和國家工程教育認證規(guī)范要求對人才培養(yǎng)方案進行修訂。在新工科工程教育認證建設背景下,以武夷學院電子信息工程專業(yè)為例,從改革思路、改革舉措和實施改革保障措施等方面對專業(yè)建設展開論述,進一步提升該校電子信息工程專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展。
工程教育認證實施倡導的OBE理念是“學生為中心、產(chǎn)出導向和持續(xù)改進”[5],該理念的教育標準體系如圖1所示。該體系首先應設置符合國家、行業(yè)、學校和學生需求的培養(yǎng)目標,培養(yǎng)目標明確未來五年培養(yǎng)人才的能力、層次和就業(yè)方向等,關(guān)注學生畢業(yè)五年后“做成什么”[6]。培養(yǎng)目標對畢業(yè)要求起決定性作用,畢業(yè)要求是指畢業(yè)生完成學業(yè)時掌握知識和能力的分解細化,關(guān)注學生剛畢業(yè)“能做什么”。根據(jù)人才培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求細化、分解各個指標點,使其具體化、規(guī)范化和可觀測。再根據(jù)指標點確定課程體系,形成指標點達到的支撐因子[7]。課程體系要通過教學要求進行落實,而進一步的教學要求又決定教學內(nèi)容。在此標準體系下,培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、指標點、課程體系、教學要求和教學內(nèi)容等環(huán)節(jié),前者是決定后者的要素,后者是支撐前者的保證。此外,OBE工程教育認證標準體系還包括對教學評價的設計,分別通過校外循環(huán)和校內(nèi)循環(huán)評價培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的符合度和達成度,并形成反饋和持續(xù)改進機制,推進新工科專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展[8]。
圖1 工程教育標準體系Fig.1 Engineering education standard system
為實現(xiàn)OBE理念下的人才培養(yǎng)目標,在國家工程教育認證背景下,武夷學院電子信息工程專業(yè)新工科建設具體改革思路如下:
(1)完善課程體系結(jié)構(gòu)
優(yōu)化課程體系,完善課程體系結(jié)構(gòu)。設置一批反映學科發(fā)展趨勢和前沿性最新成果課程,特別是理論、實驗和實踐為一體的模塊化教學課程,建立具有一定特色的電子信息工程專業(yè)課程體系。本專業(yè)分嵌入式系統(tǒng)和信息處理兩個專業(yè)方向,根據(jù)最新的學科方向知識,探索融入人工智能、深度學習和機器視覺等前沿知識,并根據(jù)兩個專業(yè)方向的培養(yǎng)目標,修訂相應的人才培養(yǎng)方案。
(2)推進建設一流課程
依靠各種線上教學平臺和資源,如中國大學MOOC、超星和釘釘?shù)?,建立專業(yè)基礎和核心課程慕課,倡導小班教學,創(chuàng)建線上虛擬仿真實驗案例庫,打造線上線下混合式課程;采用現(xiàn)代化智慧教學手段,積極動員專業(yè)教師申請校級、省級和國家級一流課程;通過積極開展系部教學方法研討會,并組織教師參加閩臺師資培訓、企業(yè)掛職鍛煉和教學能力培訓等多種交流學習,把教育教學改革作為一項持續(xù)性的專業(yè)建設工作。
(3)加強師資隊伍建設
鼓勵中青年教師進一步深造,加強“雙師型”教師隊伍建設,專業(yè)核心課程實行高級職稱或博士教師負責制,組建一支老、中、青搭配的教師梯隊。
(4)加強教材、實驗室和實踐基地的建設
夯實專業(yè)基礎課、實驗實踐和專業(yè)主干課程教學,拓寬學生的知識面,出版專業(yè)課程實驗教材和精品教材,加強一流課程建設。積極引導與鼓勵學生參加教師科研工作或進行自主創(chuàng)新性的實驗,加強校外實踐基地建設,引導學生積極參加各類科技競賽,培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神,提高學生技術(shù)動手能力。
(5)建立完善的教學評價體系
健全質(zhì)量保障機制,提高教學管理的各個環(huán)節(jié),注重教學過程中的信息反饋,并形成機制,實現(xiàn)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的持續(xù)改進。武夷學院作為地方應用型本科高校,注重實驗實踐性環(huán)節(jié)的教學評價體系的建立,通過答辯、實物展示和設計報告等多種形式,提高學生動手能力,推動新工科專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展。
為支持培養(yǎng)目標的達成,武夷學院電子信息工程專業(yè)從人才培養(yǎng)方案修訂、產(chǎn)教融合和協(xié)同發(fā)展等三個方面提出改革舉措,為新工科工程教育專業(yè)認證深入展開提供基礎。
(1)修訂人才培養(yǎng)方案
充分依托和利用閩北行業(yè)優(yōu)勢與特色,以“基礎-專業(yè)-工程”能力培養(yǎng)為主軸制定人才培養(yǎng)方案。通過走訪相關(guān)企業(yè)和畢業(yè)生,并召開行業(yè)專家論證會,以“強化基礎理論,注重工程思維,優(yōu)化實踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神”的原則建設課程體系結(jié)構(gòu),根據(jù)工程教育標準體系對專業(yè)知識點的要求,將本專業(yè)課程體系分為:人文社會科學知識模塊、數(shù)學與自然科學知識模塊、專業(yè)基礎知識模塊、專業(yè)方向知識模塊、工程能力培養(yǎng)模塊五部分。修訂的人才培養(yǎng)方案中,人文社會科學知識模塊主要包括思政課程、大學生心理健康和創(chuàng)業(yè)基礎等課程;數(shù)學與自然科學知識模塊主要包括高等數(shù)學、線性代數(shù)和大學物理等課程;專業(yè)基礎知識模塊主要包括工程制圖、電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)和微機與單片機原理及應用等課程;電子信息工程分為嵌入式系統(tǒng)和信息處理兩個方向,其中,嵌入式系統(tǒng)方向主要包括嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)、電子設計自動化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應用;信息處理方向主要包括信息論與編碼、數(shù)字圖像處理和DSP技術(shù)及應用。
(2)建設專業(yè)一流課程
課程教學是實施電子信息工程人才培養(yǎng)的基本單元和重要載體,是實施工程教育人才培養(yǎng)模式改革的前沿陣地。近三年,本專業(yè)課程改革中注重融合課程思政,把大國工匠精神、創(chuàng)新精神和愛國精神融入課程教學中,引導學生具有大國擔當、創(chuàng)新能力和愛國情懷的價值觀。同時引入各自線上資源,主要圍繞嵌入式系統(tǒng)和信息處理兩個方向展開一流課程建設,2019年以來,專業(yè)大學物理課程獲批省級一流課程,專業(yè)獲批福建省本科高校教育教學改革研究項目2項,數(shù)字電子技術(shù)、單片機原理及應用、電氣控制與PLC等獲批校級教學改革課程4門。2021年出版單片機原理與應用實驗教材1本,目前專業(yè)課程中嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)、微機與單片機原理及應用和檢測與傳感器技術(shù)等4門課程進行一流課程培育。
(1)加強行業(yè)內(nèi)企業(yè)的交流與合作
武夷學院電子信息工程專業(yè)通過與南平太陽電纜股份有限公司合作,持續(xù)建設產(chǎn)業(yè)學院——太陽電纜學院,并舉辦電線電纜專班,該專班已舉辦六屆,部分學生已在南平太陽電纜股份有限公司工作,并成為技術(shù)骨干。同時,專業(yè)與福建創(chuàng)四方電子有限公司聯(lián)辦創(chuàng)四方電子專班,將為單一企業(yè)培養(yǎng)應用型人才,推廣為電線電纜、電子傳感器行業(yè)培養(yǎng)新工科應用型電子信息類人才。企業(yè)通過產(chǎn)業(yè)學院讓學生了解企業(yè)文化,與企業(yè)雙向選擇簽訂合同,企業(yè)為學生提供實習崗位,同時通過與行業(yè)內(nèi)企業(yè)的交流合作,學校能更了解企業(yè)的技術(shù)需求,可對專業(yè)課程的知識點、教學方法和考核內(nèi)容及考核方式等展開針對性的改革,使得培養(yǎng)出用人單位滿意的人才,提高電子信息工程畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量。
(2)逐步完善創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式
為進一步落實產(chǎn)教融合模式在新工科建設中發(fā)揮的重要作用,需要教師在教學過程中激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。教師在日常教學過程中,需要積極引導學生主動提出、分析和解決問題的能力,發(fā)揮學生的主觀能動性,形成自主學習和自覺學習的氛圍[9-10]。鼓勵相關(guān)教師聯(lián)合企業(yè)開設培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力相關(guān)課程,比如為適應產(chǎn)業(yè)學院的用人需求,合作開設光電子技術(shù)課程,通過學校提供理論教學、企業(yè)通過項目訓練和實踐訓練,因材施教,提高學生創(chuàng)新能力。
(3)加強“雙師型”教師隊伍建設
“雙師型”教師是培養(yǎng)學生工程實踐能力的重要源泉,是培養(yǎng)卓越應用型高級工程技術(shù)人才的基本保證[11]。近年分階段安排專業(yè)教師到企業(yè)掛職鍛煉,如南平太陽電纜、福建創(chuàng)四方電子和武夷山市美華實業(yè)有限公司等。目前70%以上專業(yè)教師具有企業(yè)工作經(jīng)歷,教師的工程意識和實踐動手能力得到提高,學生能力也會得到加強。組織福州大學、廈門理工學院和常州工學院等高校專家參與討論與修訂人才培養(yǎng)方案,聘請企業(yè)高管和優(yōu)秀畢業(yè)生以講座的形式將工程實例和實踐經(jīng)驗傳授給學生,并將企業(yè)文化和工匠精神走進講臺,培養(yǎng)學生大國工匠精神。
(4)完善課程評價體系
傳統(tǒng)的最終成績考核中,過程考核占比較低,加強過程考核評價機制,有利于師生在學習過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。專業(yè)改革中建議理論課過程考核占最終成績的可選比例為40%、50%和60%,授課教師按照課程特點,選擇合適的課程評價體系。在過程性考核中,為客觀全面評價學生綜合素質(zhì),要求授課教師至少具備三種考核方式,并嚴格按照教學大綱要求考核學生。圖2中是過程考核占最終成績比例為50%的專業(yè)課程評價體系。
圖2 課程評價體系Fig.2 Curriculum evaluation system
同時,應加強實踐教學管理,改變傳統(tǒng)的以預習、操作和總結(jié)報告等形式來評價實踐課程成績的考核方式,探索采用制作實物作品、現(xiàn)場答辯和實習過程記錄等方式,建立完善的學生實踐過程管理制度,重點考核學生的表達、組織、團隊合作和實踐動手能力。
(1)鞏固實習加就業(yè)協(xié)同育人機制
到企業(yè)完成畢業(yè)實習一直是電子信息工程專業(yè)教學的重要步驟,學生通過畢業(yè)實習,可以對專業(yè)理解更為具體、深刻,可增強工作崗位適應能力。經(jīng)過專業(yè)近年來的努力,目前與專業(yè)建立的穩(wěn)定實習單位有6家企業(yè),學生均是由校內(nèi)導師和企業(yè)工程師組合式帶隊參加專業(yè)實習,在實習過程中學生能得到理論和實踐的雙重保障。在實習教學改革中,一方面是實習時間確保能達到2個月;另一方面,通過學校提供的平臺,企業(yè)與學生可深入溝通了解、雙向選擇,這樣學生能深入掌握工程實踐知識,企業(yè)也可通過畢業(yè)實習考核畢業(yè)生,可為企業(yè)儲備合適人才。經(jīng)統(tǒng)計,近三年畢業(yè)生有15%的學生能留在實習單位就業(yè),部分學生已成為企業(yè)的骨干技術(shù)人才,促進了地方經(jīng)濟社會發(fā)展。
(2)探索產(chǎn)學研協(xié)同育人機制
產(chǎn)學研融合協(xié)同育人機制是新工科工程教育專業(yè)建設的重要內(nèi)容,對培養(yǎng)多元化、應用型和創(chuàng)新型卓越工程技術(shù)人才具有重要作用[12-13]。但目前人才知識體系與結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)無法適應產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整需求的狀況,因此在新工科專業(yè)建設中探索產(chǎn)學研融合勢在必行。在國家工程教育認證理念的背景下,結(jié)合南平五百億機電制造產(chǎn)業(yè)和我校智能控制產(chǎn)業(yè)群建設,以學生為中心,以成果為導向,對標新工科專業(yè)建設計劃要求與電子信息工程專業(yè)建設目標,明晰新工科定位,提高學生的整體素質(zhì)。
(3)增強項目加平臺協(xié)同育人機制
項目加平臺育人機制也是一種教學機制,其目標更側(cè)重于工程項目的完成,這種教學機制更有利于培養(yǎng)高質(zhì)量應用型人才[14]。2018年以來,教師獲批國家自然科學基金項目1項,省自然科學基金項目3項,市廳級項目10余項,校師生共建科研團隊項目1項。電子信息工程學生通過在教師的帶領下參與相關(guān)的各類科研項目,師生攜手對電子信息技術(shù)難題進行攻關(guān)。這種協(xié)同育人機制必然有利于鍛煉與提高學生的主動學習能力,有利于釋放學生的求知欲和創(chuàng)新思維,并由此衍生出創(chuàng)新訓練項目。近三年專業(yè)教師指導學生獲得國家級大學生創(chuàng)新訓練項目5項,省級大學生創(chuàng)新訓練項目10余項。師生合作發(fā)表論文6篇,授權(quán)發(fā)明專利5項,實用新型專利7項,計算機軟件著作權(quán)12項,培養(yǎng)了學生的動手能力和創(chuàng)新精神。
在教學管理過程中,應健全質(zhì)量保障機制,狠抓教學的各個環(huán)節(jié),注重組織建設、質(zhì)量保障及實施成效反饋,加強質(zhì)量保障制度的執(zhí)行力度,并實現(xiàn)持續(xù)改進機制。
在學校層面上,主管教學工作副校長、教務處、校督導等負責,領導和決策全校教學質(zhì)量保障、監(jiān)控與評價工作的組織協(xié)調(diào)和行政管理,制定《武夷學院本科教學質(zhì)量保障與監(jiān)控體系實施意見》,確保教學質(zhì)量保障體系的基本制度。對重大問題向?qū)W校提出意見和建議。二級學院層面上,建立以院長任組長的院級教學督導組,負責全院教學質(zhì)量保障,具體實施教學督導和教學評估等工作。在本系組織建設層面上,主要由系主任和專業(yè)教師等組成教學聽課評課組,負責教師評學、同行評議、日常教學活動和教學檢查等工作。
實行三級管理,即院督導組負責全院的教學質(zhì)量監(jiān)控,系負責所屬教師的教學質(zhì)量監(jiān)控,院學工部門負責教學信息評價與反饋。堅持教學督導聽課和學生信息反饋制度,收集和整理師生建議,加強全過程教學質(zhì)量監(jiān)控。通過建立自上而下的三級保障管理體系,保證教學效果,并實現(xiàn)持續(xù)改進。
強化教學質(zhì)量意識,鞏固人才培養(yǎng)中心地位。促進教師教學能力和水平持續(xù)提升,激發(fā)學生學習積極性和主動性。鼓勵學生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和電子設計競賽等,提升學生的動手能力。2018年以來專業(yè)獲得中國“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銅獎1項,福建省“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎2項、銅獎3項,學生獲得全國大學生電子設計競賽二等獎1項,福建省大學生電子設計競賽省級以上獲獎20余項,落實了應用型本科培養(yǎng)。
結(jié)合教育部提出的新工科和工程教育認證的新要求和發(fā)展方向,武夷學院作為地方應用型本科院校,主動適應專業(yè)建設的教學改革,堅持以產(chǎn)出為導向,以學生為中心,并持續(xù)改進。電子信息工程專業(yè)根據(jù)工程教育認證OBE理念提出改革思路,并結(jié)合人才培養(yǎng)方案的修訂、產(chǎn)教融合、協(xié)同育人等多舉措實施教學改革,并在實施改革過程中從組織建設、質(zhì)量保障體系和實施成效等方面提供保障措施,為專業(yè)建設提供可行的建設方案,可進一步落實應用型本科內(nèi)涵式發(fā)展。